Tartalom
Minden organizmus egy molekulát használ szőlőcukor és egy úgynevezett folyamat glikolízis hogy teljesítsék energiaigényeiket részben vagy egészben. Az egysejtű prokarióta szervezetek, például a baktériumok esetében ez az egyetlen eljárás az ATP előállításához (adenozin-trifoszfát, a sejtek "energiapénz").
Az eukarióta szervezetek (állatok, növények és gombák) kifinomultabb sejtmechanizmusokkal rendelkeznek, és sokkal többet tudnak kihozni a glükózmolekulából - valójában tizenötször annyi ATP-t. Ennek oka az, hogy ezek a sejtek celluláris légzést alkalmaznak, amely teljes egészében glikolízis és aerob légzés.
Egy reakció bevonásával oxidatív dekarboxilezés sejtes légzésben híd reakció Feldolgozó központként szolgál a glikolízis szigorúan anaerob reakciói és a mitokondriumokban előforduló aerob légzés két lépése között. Ez a híd szakasz, amelyet hivatalosan piruvat-oxidációnak neveznek, elengedhetetlen.
Megközelítés a hídhoz: Glikolízis
A glikolízis során a sejt citoplazmában lévő tíz reakciósorozat a hatszénszéncukor-molekula glükózt két piruvát-molekulává, egy háromszén-vegyületté alakítja, miközben összesen két ATP-molekulát állít elő. A glikolízis első részében, amelyet beruházási fázisnak hívnak, valójában két ATP-re van szükség a reakciók mentén történő mozgatásához, míg a második részben a visszatérő fázishoz, ezt inkább ellensúlyozza négy ATP-molekula szintézise.
Befektetési szakasz: A glükózhoz foszfátcsoport kapcsolódik, majd azt átrendezik egy fruktóz-molekulává. Ehhez a molekulához foszfátcsoport van hozzáadva, és az eredmény egy kétszeresen foszforilezett fruktóz-molekula. Ezt a molekulát ezután elválasztják, és két azonos, három szénatomszámú molekulavá válik, mindegyik saját foszfátcsoporttal rendelkezik.
Visszatérési szakasz: A két háromszén-molekula mindegyikének ugyanaz a sorsa: Ehhez egy másik foszfátcsoport kapcsolódik, és ezek mindegyikét az ATP előállítására használják az ADP-ből (adenozin-difoszfát), miközben átrendeződnek egy piruvát molekulává. Ez a fázis egy NADH molekulát is előállít egy NAD molekulából+.
A nettó energiahozam tehát 2 ATP glükózonként.
A híd reakciója
A híd reakció, amelyet más néven átmeneti reakció, két lépésből áll. Az első a dekarboxileződési piruvátot, és a második az, hogy hozzákapcsolódjanak az úgynevezett molekulához koenzim A.
A piruvát-molekula vége egy oxigénatomhoz kétszer kötött szén és egyszeresen kapcsolódva egy hidroxil (-OH) csoporthoz. A gyakorlatban a H-atom a hidroxilcsoportban el van választva az O atomtól, tehát a piruvátnak ez a része úgy tekinthető, hogy egy C atomot és két O atomot tartalmaz. A dekarboxilezés során ezt CO-ként eltávolítják2vagy szén-dioxid.
Ezután a piruvát molekula maradványa, amelyet acetilcsoportnak neveznek és amelynek képlete CH3C (= O) az A koenzimhez kapcsolódik azon a helyen, amelyet korábban a piruvát karboxilcsoportja foglal el. A folyamat során NAD+ NADH-ra redukálódik. A glükózmolekulánként a hídreakció:
2 CH3C (= O) C (O) O- + 2 CoA + 2 NAD+ → 2 CH3C (= O) CoA + 2 NADH
A híd után: Aerob légzés
Krebsi ciklus: A Krebs-ciklus helye a mitokondriális mátrixban található (a membránok belsejében lévő anyag). Az acetil-CoA itt egy négyszénű oxaloacetátnak nevezett molekulával ötvözve egy hatszénű citrát molekulát képez. Ezt a molekulát lépések sorozatával visszaszorítják az oxaloacetátra, kezdve a ciklust újra.
Az eredmény 2 ATP, 8 NADH és 2 FADH2 (elektronhordozók) a következő lépésben.
Elektronszállító lánc: Ezek a reakciók a belső mitokondriális membrán mentén zajlanak, amelybe négy speciális koenzimcsoport van beágyazva, az I-IV. Komplex elnevezése. Ezek felhasználják a NADH és a FADH2 elektronok energiáját az ATP szintézis elősegítésére, az oxigén az utolsó elektron elfogadó.
Az eredmény 32-34 ATP, ami a sejtek légzésének teljes energia hozamát 36-38 ATP-nek teszi ki molekulánként glükózon.